超融合技術(shù)在區(qū)域全民健康信息平臺建設(shè)中的應(yīng)用

唐志剛　張慶華

摘要：本文針對淄博市全民健康信息平臺支撐資源存在的問題，通過應(yīng)用超融合技術(shù)，加強大數(shù)據(jù)管理、安全管控和統(tǒng)一運維，解決區(qū)域全民健康信息共享與協(xié)同應(yīng)用，以及大數(shù)據(jù)整合與服務(wù)，提出了基于超融合技術(shù)建立資源支撐平臺的建設(shè)方案，包括總體規(guī)劃、技術(shù)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全架構(gòu)等建設(shè)內(nèi)容，從而提升全民健康健康信息平臺支撐資源的科學(xué)性、合理性和安全性。

[關(guān)鍵詞]信息平臺超融合技術(shù)大數(shù)據(jù)

1基于超融合軟件定義的分析

1.1超融合軟件定義的應(yīng)用

基礎(chǔ)架構(gòu)平臺最核心的能力是提供服務(wù)器的計算資源池，借助服務(wù)器虛擬化技術(shù)實現(xiàn)計算及內(nèi)存的資源共享，提高系統(tǒng)資源使用率。采用構(gòu)建服務(wù)器虛擬化資源池，將現(xiàn)有獨立的物理服務(wù)器中的中間件和數(shù)據(jù)庫遷移到虛擬化平臺中，來統(tǒng)一管理虛擬化資源池中的虛擬機(jī)和硬件系統(tǒng)資源提高數(shù)據(jù)中心的資源利用率利用動態(tài)資源調(diào)配、存儲資源動態(tài)調(diào)配、網(wǎng)絡(luò)/存儲I/O控制、按需容量擴(kuò)展等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的資源動態(tài)調(diào)配和靈活擴(kuò)展;通過虛擬化配置管理工具，實現(xiàn)統(tǒng)一的補J分發(fā)和安裝，提高系統(tǒng)的健壯性;驅(qū)動IT遵從性，降低系統(tǒng)風(fēng)險;通過建立改變流程審批制，減少宕機(jī)幾率。

1.2超融合軟件定義的存儲

存儲虛擬化是超融合架構(gòu)的基本組件，可對存儲資源進(jìn)行抽象化處理，以支持存儲的池化、復(fù)制和按需分發(fā)。這使存儲層與虛擬化計算層非常相似，都具有聚合、靈活、高效和彈性擴(kuò)展的特點，全面降低存儲基礎(chǔ)架構(gòu)的成本和復(fù)雜性。通過建立服務(wù)器直連硬盤和固態(tài)硬盤（HDD和SSD）集群，存儲虛擬化創(chuàng)建專門針對虛擬機(jī)設(shè)計和優(yōu)化的分布式共享數(shù)據(jù)存儲。采用VSAN分布式存儲技術(shù)，將服務(wù)器端存儲設(shè)備虛擬化成共享存儲池并可差異化提供各種存儲服務(wù)。分布式存儲管理系統(tǒng)可在所有節(jié)點之間提供一個集中的數(shù)據(jù)存儲，供虛擬機(jī)使用。在同一個分布式存儲數(shù)據(jù)實施多種策略（冗余、性能），無需預(yù)先創(chuàng)建常用的存儲池。同時對所需的策略進(jìn)行監(jiān)控，并且只要有足夠的資源，就可以根據(jù)需要進(jìn)行自我調(diào)整。

1.3超融合軟件定義的網(wǎng)絡(luò)

為了簡化數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)管理，在虛擬化層對VLAN虛擬化支持和集成，同時服務(wù)器虛擬化平臺提供分布式網(wǎng)絡(luò)交換功能，從一個集中式界面為整個數(shù)據(jù)中心設(shè)置虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，從而簡化網(wǎng)絡(luò)管理，在虛擬機(jī)跨多個主機(jī)移動時使其保持網(wǎng)絡(luò)運行時狀態(tài)，從而實現(xiàn)線內(nèi)監(jiān)視和集中式防火墻服務(wù)。虛擬網(wǎng)絡(luò)資源池通過對物理服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)硬件資源的虛擬化，為虛擬機(jī)在物理服務(wù)器之間移動時監(jiān)視和保持其安全性提供了一個框架，并能夠使用第三方虛擬交換機(jī)將常用的物理網(wǎng)絡(luò)功能和控制擴(kuò)展到虛擬網(wǎng)絡(luò)。

1.4超融合軟件定義的安全

數(shù)據(jù)中心面臨多種安全威脅，包括邊界安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全等，原數(shù)據(jù)中心提供不同的辦法來應(yīng)對這些安全。但這些安全方案又面臨很多新的挑戰(zhàn)，包括每臺物理設(shè)備會包括多個虛擬，這些虛機(jī)可能屬于多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的安全方案是針對物理服務(wù)器的，很難以虛機(jī)為邊界進(jìn)行管理。同時因為虛機(jī)數(shù)量眾多，又靈活多變，傳統(tǒng)的安全方案如何適應(yīng)這些快速變化是另一個挑戰(zhàn)，如果數(shù)據(jù)中心僅僅采用了服務(wù)器的虛擬化，而對網(wǎng)絡(luò)、安全等沒有采用相應(yīng)的解決方案，勢必會影響整個云數(shù)據(jù)中心的彈性和可管理性。

2基于超融合構(gòu)架的應(yīng)用設(shè)計

2.1平臺總體構(gòu)架

2.1.1構(gòu)建統(tǒng)一完善的云平臺

建設(shè)統(tǒng)一的云平臺，面向各部門、各單位提供基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)云平臺、業(yè)務(wù)支撐云平臺、業(yè)務(wù)服務(wù)云平臺、運維管理云門戶、移動醫(yī)療云平臺、開發(fā)測試云平臺以及數(shù)據(jù)庫即服務(wù)云平臺等。

2.1.2分步整合多業(yè)務(wù)平臺

分步驟地將業(yè)務(wù)應(yīng)用遷移到統(tǒng)一的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)云平臺上，實現(xiàn)資源有效的整合與共享。未來資源需求，通過云門戶自助式申請資源，在資源申請成功后，可部署和管理各自的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.1.3建立安全可靠的災(zāi)備存儲區(qū)

利用超融合的分布式存儲，建立多副本、多冗余的存儲模式，將數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)實時備份到該區(qū)域，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)提供容災(zāi)保護(hù)。

2.1.4完善技術(shù)與規(guī)范安全保障體系

健全以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為核心，以管理規(guī)范為支持，以工作標(biāo)準(zhǔn)為保障的信息標(biāo)準(zhǔn)化體系。主要包括數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)共享交換標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運維監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等內(nèi)容。

2.2平臺物理架構(gòu)

2.2.1通過超融合架構(gòu)建立云平臺

以實現(xiàn)應(yīng)用快速搭建、自動配置以及今后的云靈活擴(kuò)容。依托衛(wèi)生計生專網(wǎng)建立統(tǒng)一服務(wù)平臺，通過計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和安全的融合技術(shù)對硬件資源進(jìn)行抽象化和池化，通過自動化智能化的云管理技術(shù)，完美實現(xiàn)資源的分發(fā)調(diào)度、統(tǒng)一運維管理和彈性的伸縮。

2.2.2分布式海量存儲區(qū)

云平臺將會匯集全市近500萬人口的健康數(shù)據(jù)，這其中有海量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)，醫(yī)療影像數(shù)據(jù)精度要求高，架構(gòu)的設(shè)計充分考慮數(shù)據(jù)的存儲年限和健康數(shù)據(jù)的實際生命周期，建設(shè)分布式海量存儲資源池。

2.2.3高性能GPU運算功能區(qū)

人口健康信息中大量的醫(yī)學(xué)影像和高清圖片，不僅需要對這些影像資料進(jìn)行存儲，還需要對這些影像資料進(jìn)行處理、識別，以及內(nèi)容分析、深度學(xué)習(xí)、人工智能等方面的嘗試，因此GPU高性能計算集群，滿足初步的GPU高性能處理需求，并為未來大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用的GPU高性能計算打下一定的基礎(chǔ)。

2.2.4數(shù)據(jù)庫服務(wù)區(qū)

平臺部分?jǐn)?shù)據(jù)庫所需的計算和存儲資源可由已建成的一期硬件資源統(tǒng)一提供，并不需重復(fù)建設(shè)，可實時監(jiān)測資源使用情況，整體規(guī)劃資源使用情況，既能保證常規(guī)資源池穩(wěn)定、高效的IT資源服務(wù)，又能實現(xiàn)綠色、節(jié)約的集約化建設(shè)目的。

3總結(jié)

淄博市全民健康信息平臺由傳統(tǒng)服務(wù)器加存儲的構(gòu)架升級為基于超融合技術(shù)的全虛擬化資源支撐平臺，實現(xiàn)應(yīng)用虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、分布式存儲虛擬化、安全虛擬化以及資源的動態(tài)調(diào)配，解決了傳統(tǒng)型數(shù)據(jù)中心資源架構(gòu)的瓶頸，實現(xiàn)了資源的全虛擬化?；谔摂M化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各業(yè)務(wù)區(qū)資源分而治之，建立各應(yīng)用去動態(tài)VLAN，做到各業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯隔離，資源池內(nèi)部橫向流量大幅降低。